单耳止动垫圈级进冲裁膜设计说明书(20)

上海工程技术大学冷冲模课程设计说明书题目名称双耳止动垫圈级进模学院材料工程学院专业名称材料成型与控制工程班级学号姓名指导教师完成日期上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-1-目录1.零件工艺性分析…………………………………………………………22.冲压工艺方案的确定……………………………………………………33.排样方式及材料利用率…………………………………………………44.模具结构形式合理性分析………………………………………………85.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明……86.凸、凹模工作部分尺寸与公差…………………………………………167.压力中心计算、弹性元件的选用及计算………………………………198.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定…………………………………219.小结………………………………………………………………………2310.参考文献…………………………………………………………………24上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-2-一、零件工艺性分析此次冲压件为单耳止动垫圈（GB854-88），规格为10mm，材料为Q235-A，经退火、不经表面处理。工件精度为IT13。具体尺寸如下图：根据冲裁件的基本尺寸，查【2】表2-10，按IT13级精度，查得各个尺寸的公差△，得到各尺寸下图所示：d=320-0.39㎜B=180-0.27㎜L1=220-0.33㎜L=360-0.39㎜d1=21+0.330㎜上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-3-二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-4-方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一中模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二和方案三只需一副模具，工件的精度及生产效率上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-5-都较高，模具强度较高，操作方便。通过对上述三种方案的分析比较，又本次设计所设涉及到的冲压件外形简单——故在此选用落料-冲孔复合冲压（倒装复合模）。三、排样方式及材料利用率1、排样方式设计模具，首先要设计条料排样图。此次单耳止动垫圈复合模具设计的排样方式初选直排（竖排、横排）、斜排。2、材料利用率计算1)直排（竖排）的材料利用率计算：排样图：①.设计假设每条条料冲10个冲件，n=10；②.冲裁件面积A=147.58mm2；③.搭边值a：根据t=0.5mm,L50mm,r2t,取各排样方式的搭边值；a=1.8，a1=1.5；④.条料宽度：为了使条料始终紧靠同一侧导料板送进，故采用有侧压装置的模具，所以在条料与另一侧导料板间须留有间隙，计算公式：00max(2)BDa；：条料宽度的负向偏差，查【1】表2-20，得=0.4；上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-6-B0-△=（16+4.5+2*1.8+0.08）0-0.08=24.18mm条料长度：S为步距，S=12.5+1.5=14mmL＝2*1.8+9*1.5+10*12.5＝142.1mm⑤.一个步距的材料利用率：η=A/BS=147.58/24.18*14=43.60%⑥.总的材料利用率：η=nA/BL=10*147.58/24.18*142.1=42.95%2)直排（横排）的材料利用率计算：排样图：①.设计假设每条条料冲10个冲件，n=10；②.冲裁件面积A=147.58mm2③.搭边值a：根据t=0.5mm,L50mm,r2t,取各排样方式的搭边值；a=1.8，a1=1.5；④.条料宽度：为了使条料始终紧靠同一侧导料板送进，故采用有侧压装置的模具，所以在条料与另一侧导料板间须留有间隙，计算公式：00max(2)BDa；：条料宽度的负向偏差，查【1】表2-20，得=0.4B0-△=（12.5+2*1.8+0.05）0-0.05=16.150-0.05mm⑤.条料长度：S为步距，S=16+4.5+1.5=22mmL=2*1.8+9*1.5+10*20.5=222.1mm上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-7-⑥.一个步距的材料利用率：η=A/BS=（147.58/16.15*22）*100%=41.51%⑦.总的材料利用率：η=nA/BL=(10*147.58/16.15*222.1)*100%=41.19%3)斜排的材料利用率计算：排样图：①.设计假设每条条料冲10个冲件，n=10；②.冲裁件面积A=147.58mm2；③.搭边值a：根据t=1mm,L50mm,r2t,取各排样方式的搭边值；a=1.8，a1=1.5；④.条料宽度：为了使条料始终紧靠同一侧导料板送进，故采用有侧压装置的模具，所以在条料与另一侧导料板间须留有间隙，计算公式：00max(2)BDa；：条料宽度的负向偏差，查【1】表2-20，得=0.40000.40.4(41.8821.50.4)45.28BmmB0-△=（21.95+2*1.5+0.08）0-0.08=25.030-0.08㎜⑤.条料长度：S为步距，S=28.07mmL=41.88*10+2*1.5=421.8mm⑥.一个步距的材料利用率：700.55100%55.12%45.2828.07ABS⑦.总的材料利用率：10700.55100%36.68%45.28421.8nABL同样计算过程得到直排（横排）、斜排的材料利用率，具体数值见下表。上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-8-排样方式冲裁件面积A（mm2）步距S(mm)条料宽度B(mm)一个步距的材料利用率(%)总材料利用率(%)竖排700.5527.247.1554.62%54.27%横排700.5545.229.1053.26%53.05%斜排700.5528.0745.2855.12%36.68%三种排样方式相比，综合考虑到材料的利用率、模具的设计、加工工艺等因素，采用竖排排样方式。四、模具结构形式合理性分析在保证产品尺寸公差等级的前提下，应尽量简化模具结构复杂程度，降低模具制造费用，这是设计模具的守则。本次设计所选用的单耳止动垫圈冲压件，外形比较简单，又为确保一定的生产效率故，选用复合模结构，而倒装复合模的结构比顺装复合模简单，同时方便废料的去除，故选用冲孔－落料倒装复合模。（如下图）五、模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-9-1.凸模设计(1).冲孔凸模采用标准件，为B型圆凸模。将凸模固定在凸模固定板上。(2).由于冲孔凸模采用标准件，故采用凸模与固定板H7/m6配合，上面留有台阶。(3).查【1】表10-52选取圆凸模BII.(GB2863.1-81)dD(m6)D1hL基本尺寸极限偏差I型15.218+0.018+0.00722340(4).凸模强度校核：(i)压应力校核：4[]t压=4*1*350/120=11.67[]压：许用应力，查【1】表8-50查得[]压=120Mpa。：切应力，查【1】表8-7得=350Mpa。而d=15.2mm，因为d4[]t压，故设计合理。(ii)弯曲应力校核：上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-10-因为是有导向装置的凸模：maxL=4022d15270270473.03mm151350F`F：冲裁力Fdt所以长度足够合理。2.凹模设计(1)凹模孔口形式及主要参数因为工件形状简单，精度要求较低，冲件上出料，废料向下落，凹模，此凹模的特点为不易积冲件或废料，故孔口磨损积压力较小，但刃边强度较差，口口尺寸随刃磨而增大。(2)凹模外形尺查【1】表2－39取c＝30mm，h＝22mm(3)凹模刃口与边缘，刃口与刃口之间距离查【1】表2－41，且为保证足够强度，凹模刃口与边缘之间距离：a＝30mm冲孔和落料模具刃口与刃口之间距离大于5mm所以凹模设计可行为了使凹模结构简单，将落料冲孔的凹模做成同一块凹模板，强度足够。3.凸凹模设计由于落料凸模为线切割出来的较复杂件，故采用与固定板的铆接式固定，以减少加工时的难度。凸凹模因为形状比较复杂，故采用线切割加工，所以为直通式4.凸模与凹模的固定(1).凸模：由于冲孔凸模采用标准件，故采用凸模与固定板H7/m6配合，上面留有台阶。(2).凹模：为简化结构，冲孔落料凹模并成一块凹模板。上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-11-5.模具典型组合选取因为为保证凹模有足够强度，及壁厚足够，所以选择凹模周界为L*B=100*80的模具。查【3】国标GB2851.1-81和GB2873.1-81选择个参数的尺寸。具体见下表。凹模边界配用模架配合高度孔距BLHminHmaxSS1S2S31008014016576405628零件规格数量垫板GB2858.3-81100*80*41固定板GB2858.2-81100*80*121凹模GB2858.1-81100*80*221卸料板GB2858.2-81100*80*101固定板GB2858.2-81100*80*141垫板GB2858.3-81100*80*41螺钉GB70-76M8*456圆柱销GB119-768*452卸料螺钉GB2867.5-818*384弹簧GB2089-80－7螺钉GB70-76M8*554圆柱销GB119-768*502圆柱销GB119-768*40冲模的高度h模4122214243040155mmhhhhhhhhh上垫板卸料板材料下垫板模凸模固定板凸凹模上模座下模座上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-12-而maxh-5mm=165-5=150mm，hmin+10mm=140+10=150mm又maxh-5h模hmin+10mm所以合模高度计算合理。6.标准模架的选用设计采用后侧导柱模架，具体规格见下表：单位：mm凹模周界闭合高度上模座下模座导柱导套LBHmaxHminGB2855.1-81GB2855.1-81GB2855.1-81GB2861.6-8110080165140100*80*30100*80*4020*13020*70*351）上模座GB2855.1-81凹模周界HhL1B1L2B2SS1RL2D(H7)D1(H7)上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-13-LBD0基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差100803011090145125356032+0.025035+0.02502）下模座GB2855.1-81凹模周界HhL1B1L2B2SS1RL2D(H7)D1(H7)LBD0基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差100808040259090150150125125356020-0.020-0.04122-0.020-0.0413）导柱GB2855.1-81dL基本尺寸极限偏差上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-14-（h6）200-0.009120dL基本尺寸极限偏差（h6）220-0.0091304）导套GB2855.1-81dD(r6)Lhl油槽数ba基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差（H7）20+0.013032+0.050+0.03470281523122355）模柄选用C型30-0.065-0.1957564162115291596）卸料螺钉上海工程技术大学课程设计说明书单耳止动垫圈复合模设计-15-d1dl2dHTS3d4dr≤1r≤5dc1cbM68712.58457.55.70.40.54.510.327）顶板选用C型DdRrHb4020546107.定位零件